有连接管的尾水调压室稳定断面问题的理论研究

基于Gardel关于T型三通管水头损失系数经验公式,研究分析了连接管处速度头以及进出调压室水体与尾水隧洞水体之间的动量交换对有连接管的尾水调压室稳定断面积的影响,并在托马(Thoma)理论的基础上,推导出了相应的调压室稳定断面计算公式,从而在理论上证明了连接管处的速度头对尾水调压室稳定断面所起的作用是不利的,而进出调压室水体与尾水隧洞水体之间动量交换则是有利的。研究表明：如果合理地选择设计连接管断面的尺寸和型式,就可以进一步减小有连接管的尾水调压室水位波动稳定所需的断面积。     

设置气垫式调压室的尾水系统水力过渡过程计算

本文对设置气垫式调压室的水电站尾水系统水力过渡过程计算方法和电算程序作了详细介绍,并给出了气垫式调压室的稳定断面计算公式。电算程序可同时计算调压室涌浪和尾水管道中的水击,不仅可用于计算设置气垫式调压室的尾水系统水力过渡过程,也可用于计算设置常规调压室的尾水系统水力过渡过程。     

抽水蓄能电站输水系统取消尾水调压室研究

对河南省宝泉抽水蓄能电站输水系统取消尾水调压室方案进行了计算研究．结果表明，通过考虑机组特性、导叶关闭规律及合理整定调速器参数，虽然该抽水蓄能电站尾水道长度超过800m，取消尾水调压室方案仍是可行的．通过加大尾水隧洞断面面积，降低尾水隧洞流速，有效地抑制了输水系统过渡过程中尾水管进口负压，计算成果已作为宝泉抽水蓄能电站输水系统取消尾水调压室方案比较的重要依据之一。     

龙滩水电站设置气垫式尾水调压室的探讨

龙滩水电站尾水系统设置敞开式尾水调压井。本文对改用气势式调压室的稳定断面、漏气充气、沿群布置、洞群布置、运行安全等问题做了探讨，认为：由于水头、流量、地质、安全等因素所限，龙滩尾水调压井不宜改用气垫调压室。     

水电站尾水调压室断面面积敏感性分析研究

基于瞬变流理论,采用弹性水锤特征线法,建立合理的边界条件,对有较长尾水隧洞的水电站调压室断面面积变化敏感性进行数值模拟分析,重点研究尾水调压室的断面面积对大波动工况下的调压室水位波动、机组最大转速升高率、蜗壳末端压力变化和水力干扰工况下对水电站机组出力摆动的影响。对同一特征工况,在大波动下,调压室断面直径为28 m,即断面面积为615.752 m2时,调压室最低涌浪水位达到2 218.97 m,蜗壳末端最大压力达到269.17 m(压力升高24.48%),机组转速最大上升率达到42.19%,满足调节保证计算要求。水力干扰工况下,并入同一电网时,随着调压室断面面积增加,机组出力摆动减小,对于大电网而言,出力摆动相对差值变化较小,两台机组甩负荷时,受扰机组出力摆动相对差值相差0.08%,一台机组甩负荷时,受扰机组出力摆动相对差值相差0.03%。综合考虑计算结果及调压室的工程经济性,推荐本电站调压室断面面积取615.752 m~2。     

大型尾水调压室穹顶测量断面布设方法分析

尾水调压室是水电站尾水系统的主要建筑物之一,其顶部轮廓为半球形,为了客观、准确、真实地反映其开挖质量和形状,合理的测量断面布置及超欠挖计算方法选择是关键。以白鹤滩水电站为例,介绍了尾水调压室穹顶3种测量断面布设方法,即高程布设法、轴线布设法、角度布设法,并分析其优缺点,最终确定了最合理的断面布设和超欠挖计算方法,为类似工程提供参考和借鉴。     

尾水管水击与尾水调压室涌波联合求解的几种方法

对于尾水管水击和尾水调压室涌波的联合计算 ,传统方法对尾水管和尾水调压室分别采用了不同的时间增量 ,而对边界条件的不同处理引发了两种不同的求解方法。本文探讨了对尾水管和尾水调压室采用相同时间增量的计算方法 ,并编制了相应的程序 ,还比较了三种方法对尾水管水击和尾水调压室涌波的影响     

不良地质条件下尾水调压室开挖支护施工技术

黄登水电站设有两个尾水调压室,两尾水调压室间设连通上室。调压室规模大,为圆筒阻抗式,顶部为球形穹顶,井身三次变径,形体变断面多,圆形井身底部与尾水三叉管相交,形成立体的四岔口形式,结构复杂,较差的地质状况极易造成形体破坏。施工过程实施动态管理,采取了多种保安全、保形体的综合施工措施,取得了较好的成果。     

龙滩水电站尾水调压室形式选择

调压室形式的选择及合理的结构布置关系到水电站洞室群的稳定、运行及投资等。为此，对龙滩水电站采用简单式和阻抗式两种尾水调压室方案进行了对比分析，结果表明：在现安装高程下，阻抗式调压室能较好地满足尾水管真空度、最低涌浪等要求，且调压室高度可比简单式略低，不需考虑下室设置等问题，结构形式较简单，布置难度不大；同时可避开断面突然扩大的问题，使得室内流态较好，有效地减小了室内的水头损失。因此，龙滩工程选用阻抗式调压室是合适的。     

气垫式尾水调压室

一、问题的提出 气垫式尾水调压室是一种新的尾水调压室型式。本文总结国外上游气垫式调压室的经验,根据我国河流特点,经过做一些研究工作后而提出的一种调压室型式。 我国西南山区某些河流,河道狭窄,洪水流量很大,洪枯水位相差20—30m,甚至可达40m。在这样的条件下修建地下式水电站,若采用开敞式尾水调压室,则要求调压室做得相当高,一般都比厂房还高,形成好几个庞大的地下洞室并列,不仅对围岩稳定很不利,而且工程量大,耗资大,工期长.图1(a)为地下式水电站采用常规开敞式尾水调压室布置示意图。     

双机共用尾水调压室阻力系数试验研究

主要对水流在流入和流出调压室时,其流量比、阻抗孔面积和运行机组数目的变化对调压室阻力系数的影响开展了研究,并对双机共用尾水调压室的物理模型进行了水工试验。试验结果表明,调压室的阻力系数会随着流量比的增大和阻抗孔面积的减小而增大。其中,在分流工况时,双机运行的调压室阻力系数比单机运行的调压室阻力系数要大;在合流工况时,单机运行的调压室阻力系数与双机运行时的相差无几。试验结果可为类似型式的尾水调压室的设计与研究提供借鉴及参考。     

调压室位置对调保参数的影响

调压室位置是影响调保参数的主要因素之一。本文针对上、下游调压室及不同调压室型式进行理论分析及数值计算,证明了调压室对调保参数的作用存在最佳临界位置和变化不敏感的范围。该结果有利于地下厂房和调压室的布置,缓解了洞室围岩稳定和过渡过程之间的矛盾。究其物理本质,在机组特性、导叶关闭规律确定的前提下,蜗壳最大动水压力及尾水管最小压力主要取决于压力管道的水击压力、调压室涌浪水位两者的叠加。由于管道总长度不变,移动调压室位置,两者所起的作用相互消长,所以并非调压室越靠近厂房对调保参数越有利。     

设置尾水连通管的抽水蓄能电站引水发电系统小波动稳定分析

设置尾水连通管后,可缓解抽水蓄能电站相继甩负荷工况尾水管最小压力,但其对系统小扰动稳定性的影响还不清楚。本文建立了设有尾水连通管的抽水蓄能电站引水发电系统小波动状态方程,利用状态空间法对小扰动下机组转速、调压室水位等状态变量波动过程进行了稳定性分析,并与基于特征线法的弹性模型计算结果进行了对比,验证本文理论分析模型的正确性。同时基于理论模型,研究了尾水连通管对于系统小波动稳定性产生的影响,并对连通管管径及位置进行了敏感性分析,得出以下结论:尾水连通管及其管径的大小、设置位置对于系统小波动稳定域、机组转速变化及调压室水位波动过程产生的影响基本可以忽略;设置尾水连通管后,系统小波动过渡过程中,尾水支管流量发生变化,使得两侧尾水支管压力平衡,但并不增加整体系统的阻抗。     

制气式调压室在带有长尾水隧洞的水电站中的应用

制气式调压室与常规开敞式调压室相比在不影响其削减水锤压力能力的同时，能有效地减缓调压室内的水位波动。为研究制气式调压室的运行机制，运用空气动力学原理，结合管道水锤方程、调压室波动方程，建立了制气式调压室的仿真数学模型。以西南地区带有尾水调压室的某大型水电站为例进行制气式和常规开敞式两种调压室方案的比较计算，计算结果表明，采用制气式调压室可使蜗壳出口最低负压并没有显著变化的同时提高调压室的最低水位，从而减小工程量，节约投资。并由于采用制气式调压室后调压室内水位波动衰减加快，对系统的稳定运行更为有利。     

白鹤滩尾水隧洞明满流对水电站稳定性的影响

白鹤滩水电站单机容量为1 000 MW,规模居世界第二。对于水电站而言,引水发电系统的稳定性尤为重要,而该水电站的尾水隧洞存在着明满流现象,严重影响到了引水发电系统的稳定性。为此,采用特征隐格式下的虚拟狭缝法,分析了尾水隧洞内不同流态对机组稳定性及尾水调压室水位波动的影响。分析结果表明：当明满流段流态为明流时,可以加速调压室水位波动收敛,有利于输水系统的稳定;当流态为明满过渡流时,其压力脉动现象会导致机组调节品质变差,不利于输水系统的稳定。此外,明满流段的长度对机组调节品质影响很小,长度的选取不受输水系统稳定性限制。研究成果可为类似输水系统设计和研究提供参考。     

水轮机调速器参数对调压室稳定断面积的影响研究

水电站调压室的稳定断面积一般是按照著名的托马准则来确定的.托马稳定断面积计算公式是在多种佩定务件下简化得到的,对于中低水头电站的调压室来说,托马稳定断面积往往较大.通过工程实例采用非线性数学模型研究了水轮机调速嚣参数对调压室水位波动稳定性的影响,提出了调压室水位波动稳定性的品质指标,论证了调压室可以采用小于托马公式计算的断面积.     

连接管速度头和动量项对调压室稳定面积的影响

本文运用Ｇａｒｄｅｌ的Ｔ型分岔管水头关系式，分析了连接管处速度头和动量交换项对下游调压室稳定断面积的影响。在托马假定的前提下，导出了相应的计算公式。从而在理论上证明了连接管速度头对下调稳定不利，而动量交换项则是有利的，两者作用可大致抵消，结果接近简单式调压室的托马断面，若合理选取连接管的尺寸和型式，可进一步减小下调水位波动稳定所需的断面积。     

双机共尾水溢流式调压室过渡过程研究

由于地形、地质以及运行时的流态等原因,近期一些尾水调压室在设计时采用了室后交汇布置的形式,这种布置形式是将其底部孔口和各支管相连,因此致使在稳定运行状态下,出现了一些新的水力学问题。以一维刚性水锤及弹性水锤的特征线方法为理论基础,结合某电站工程实例,对双机共尾水溢流式调压室进行了数值模拟。结果表明,在稳定运行时,调压室两阻抗孔均存在进出流量,其值的大小与各支管流量和尾水支洞水头损失系数有关,即与支管内水头损失有关;调压室涌浪以及溢流量随着阻抗孔口及溢流堰宽度的增加而增大。     

水轮机特性对调压室稳定断面积的影响

通过理论推导，研究了水轮机综合特性系数对调压室稳定断面的影响，即水轮机运行中不同工况点效率的相对变化对调压室稳定断面的影响.得出了最危险的调压室稳定断面取决于设计水头，并通过实例得到验证。